一、计算机硬件
包括计算机的组成部分、内存、处理器、输入输出设备等。
二、操作系统
操作系统是计算机上管理软件和硬件资源的程序，主要包括进程管理、内存管理、文件系统、网络通信等。
- 进程和线程：进程是指正在运行的程序示例，线程是指进程中独立执行的单元。一个进程可以包括多个线程，每个线程都可以独立地执行不同的任务。
- 内存管理：操作系统负责管理计算机的内存，包括内存的分配、回收、保护等。常见内存管理技术包括虚拟内存、内存映射、页面置换等。
- 文件系统管理：负责管理计算机中的文件和目录。FAT、NTFS、EXT等。
- 输入输出设备管理：键盘、鼠标、打印机、显示器等。管理的目的是实现设备的共享和控制。
- 中断处理：中断是指计算机在运行过程中突然发生的事件，例如硬件故障、软件异常等。操作系统需要及时地处理这些中断，以保证系统的稳定和安全。
- 调度算法：调度算法是指操作系统中用于决定哪个进程或线程应该获得CPU时间片的算法。常见的调度算法包括先来先服务、短作业优先、时间片轮转等；嵌入式实时操作系统一般是时间片轮转以及任务优先级抢占；window是任务优先级，调度粒度为线程，抢占式调度策略。
- 进程同步和通信：多个进程或线程之间需要进行同步和通信，以保证数据的一致性和正确性。操作系统提供了各种机制，例如锁、信号量、管道等，用于实现进程同步和通信。
- 虚拟化技术：虚拟化技术是指在一台计算机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都具有独立的操作系统和应用程序。虚拟化技术可以提高计算机的资源利用率和安全性。
- 分布式系统：分布式系统是由多个计算机组成的系统，这些计算机之间通过网络通信，共同完成任务。分布式系统可以提高系统的可扩展性和可靠性。
- 操作系统安全：操作系统需要保证计算机系统的安全性和可靠性，防止恶意软件和黑客攻击。常见的安全技术包括防病毒软件、防火墙、加密技术等
三、计算机网络
计算机网络是指把分布在不同地理位置的计算机和网络设备通过通信线路互相连接起来，共同完成数据传输和资源共享的系统。计算机网络的核心在于通信协议，它规定了数据在网络中的传输格式、传输顺序、传输速率、错误检测和纠正等方面的规则。常见的计算机网络包括局域网、广域网、互联网等。
- 协议：网络通信中遵循的规则，例如TCP/IP、HTTP、FTP等；
- 数据链路层：将物理层传输的比特流组织成数据帧、以保证可靠地传输；
- 网络层：实现数据包的路由和转发、已完成不同网络之间的互联；
- 传输层：实现端到端的可靠数据传输、例如TCP协议；
- 应用层：提供不同的网络应用，例如HTTP、FTP、SMTP等；
实际应用中，计算机网络有着广泛的应用，包括网络通信、文件传输、远程登陆、电子邮件、在线视频等等。同时，也面临着安全问题，例如网络攻击、信息泄露等。因此，计算机网络的安全性也是需要重点关注和保护的。
四、数据库
数据库是一个组织数据的系统，它可以对数据进行创建、读取、更新和删除等操作。在计算机领域中，数据库一般指的是关系型数据库，也就是使用关系模型来组织数据的数据库。
关系模型是通过表格（也称为关系）来描述数据的，其中每一行代表一个数据记录，每一列代表一个数据属性。每个表格都有一个主键，用来唯一标识每个记录。表格之间可以建立关系，也就是通过共同的属性将表格连接在一起，形成一个更大的关系型数据库。
数据库管理系统（DBMS）是用来管理数据库的软件系统。它可以处理数据库的安全性、备份、恢复、查询等方面的工作。常见的DBMS有MySQL、Oracle、SQL Server等。
数据库的基本操作包括：
- 创建数据库和表格：使用SQL语言（Structured Query Language）创建数据库和表格。
- 插入数据：将数据插入到表格中。
- 查询数据：从表格中读取数据。
- 更新数据：更新表格中的数据。
- 删除数据：从表格中删除数据。
在实际应用中，数据库还需要考虑数据的完整性、一致性、并发控制、事务管理等问题。
五、数据结构和算法
算法和数据结构是计算机科学的基本理论，是解决计算机问题的基础。
- 基本数据结构：数组、栈、队列、链表、树、图、哈希表；
- 排序算法：冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序、堆排序；
- 搜索算法：线性搜索、二分搜索、广度优先搜索、深度优先搜索；
- 算法设计技巧：贪心算法、动态规划、分治算法、回溯算法；
- 高级数据结构：并查集、带权并查集、线段树、树状数组、堆、Trie树、布隆过滤器、红黑树、B树；
- 算法分析：时间复杂度，空间复杂度，最好情况、最坏情况和平均情况时间复杂度，渐进记号法，大O表示法；
六、编程语言和开发工具
编程语言和开发工具是计算机编程的基础，包括常用编程语言（如C、C++、Java、Python等）、集成开发环境（IDE）、调试工具等。
七、软件工程
软件工程是研究如何有效地管理和开发软件系统的学科，包括需求分析、设计、编码、测试、维护等。
软件工程的核心思想包括：
- 把软件开发看作一项系统工程。软件工程师应该像工程师一样，采用系统化的方法进行软件开发，注重软件的可靠性、可维护性、可扩展性、可移植性等方面的要求。
- 强调软件开发过程的重要性。软件工程强调软件开发的整个过程，包括需求分析、设计、编码、测试和维护等各个环节。通过合理的软件开发过程，能够提高软件开发的效率和质量。
- 使用形式化的方法进行软件开发。软件工程强调采用形式化的方法进行软件开发，以减少软件开发过程中可能出现的错误，并提高软件开发的可靠性和正确性。
- 注重软件质量保证。软件工程强调软件的质量保证，包括软件测试、代码审查、配置管理等方面的内容，以确保软件开发的质量。
- 强调团队协作和沟通。软件开发过程中涉及多个团队成员的协作和沟通，软件工程强调这种协作和沟通的重要性，并提供相应的工具和方法来支持团队协作和沟通。
其中形式化的方法进行软件开发是指：一类通过数学工具、形式规约、形式化推理等技术手段对软件进行规范化、精确化描述和分析的方法。例如：Z语言、B-Method、SPIN、TLA+、Coq等等。